studi analisa unjuk kerja sistem v-blast dalam ruangan yang menggunakan modulasi j-ary qam oleh

67 Pages·2009·0.42 MB·Indonesian

STUDI ANALISA UNJUK KERJA SISTEM V-BLAST DALAM
RUANGAN YANG MENGGUNAKAN MODULASI J-ARY QAM

OLEH :

NAMA MHS : PANIEL F. SILITONGA
NIM : 030402049

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2008
Paniel F. Silitonga : Studi Analisa Unjuk Kerja Sistem V-Blast Dalam Ruangan Yang Menggunakan..., 2008
USU Repository © 2008
STUDI ANALISA UNJUK KERJA SISTEM V-BLAST DALAM
RUANGAN YANG MENGGUNAKAN MODULASI J-ARY QAM

OLEH :

NAMA MHS : PANIEL F. SILITONGA
NIM : 030402049

Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
pada

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN

Sidang pada tanggal 31 bulan Maret tahun 2008 di depan Penguji :

1. Ir. Sihar P. Panjaitan, MT : Ketua Penguji :........................
2. Ir. M. Zulfin, MT : Anggota Penguji :........................
3. Maksum Pinem, ST, MT : Anggota Penguji :........................

Disetujui oleh :
Pembimbing Tugas Akhir,

(Ir. Arman Sani, MT)
NIP. 131 945 349

Diketahui oleh :
Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU,

IR. NASRUL ABDI, MT
U
NIP : 131 459 555

Paniel F. Silitonga : Studi Analisa Unjuk Kerja Sistem V-Blast Dalam Ruangan Yang Menggunakan..., 2008
USU Repository © 2008
ABSTRAK

Sistem V-BLAST (Vertical BLAST) merupakan salah satu sistem
komunikasi tanpa kabel (wireless) yang dapat meningkatkan kapasitas sistem
dengan menggunakan antena pemancar dan penerima yang lebih dari satu, yang
dikenal dengan multi elemen antenna. Dalam Vertical BLAST ini, menggunakan
modulasi J-ary QAM, dimana masing-masing pemancar dan penerima
menggunakan J-ary QAM dan bentuk diagram konstelasi sinyal yang sama.
Propagasi gelombang radio dari pemancar ke penerima pada sistem V-BLAST
yang terjadi didalam ruangan (indoor) dapat menimbulkan fading. Flat Fading
dan Frequency selective fading merupakan salah satu bentuk fading yang dapat
mengakibatkan interferensi antar simbol (ISI) .
Dari hasil penelitian yang didasarkan pada nilai BER, diperoleh bahwa
sistem V-BLAST yang menggunakan tingkat modulasi 4-QAM memiliki unjuk
kerja yang lebih baik dari sistem dengan tingkat modulasi 8-QAM atau 16-QAM.
Namun ditinjau dari segi kecepatan bitnya, semakin tinggi tingkat modulasi QAM
yang digunakan maka kecepatan bitnya akan semakin tinggi.
Paniel F. Silitonga : Studi Analisa Unjuk Kerja Sistem V-Blast Dalam Ruangan Yang Menggunakan..., 2008
USU Repository © 2008
KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas kasih
dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang
berjudul “Studi Analisa Unjuk Kerja Sistem V-BLAST Dalam Ruangan Yang
Menggunakan Modulasi J-Ary QAM”.
Penulisan Tugas Akhir ini dibuat sebagai salah satu syarat untuk
menyelesaikan pendidikan di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
Dalam penulisan Tugas Akhir ini penulis sudah berusaha maksimal dengan
kemampuan yang ada, namun penulis menyadari penyusunan Tugas Akhir ini
masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu penulis bersedia menerima kritik
dan saran yang sifatnya membangun demi kesempurnaan Tugas Akhir ini.
Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada orangtua tercinta, ayahanda
M. Silitonga (+) dan ibunda T. Simanjuntak yang memberikan dukungan moral
dan materil selama perkuliahan sampai selesainya penulisan Tugas Akhir ini.
Abang-abang saya Pdt. Ridwan Silitonga dan keluarga, Erwin Silitonga dan
keluarga, kakak-kakak saya Delfrida Silitonga dan keluarga, Dafni Silitonga dan
keluarga, serta Krista Silitonga dan keluarga yang telah memberikan dukungan
dan motivasi selama ini.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih yang sebanyak-
banyaknya kepada pihak-pihak yang telah membantu penulis berupa fasilitas,
moril, dan materil antara lain :
Paniel F. Silitonga : Studi Analisa Unjuk Kerja Sistem V-Blast Dalam Ruangan Yang Menggunakan..., 2008
USU Repository © 2008
1. Bapak Ir. Nasrul Abdi, MT, selaku Ketua Departemen Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Rachmad Fauzi, ST, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik
Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Ir. Arman Sani, MT, selaku dosen pembimbing Tugas Akhir, atas
segala bimbingan, pengarahan, dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas
Akhir ini
4. Bapak Ir. Syarifuddin Siregar, selaku Dosen Wali penulis atas segala
nasehat dan bimbingannya kepada penulis selama mengikuti kegiatan
akademik.
5. Seluruh staf pengajar Departemen Teknik Elektro, khususnya Konsentrasi
Teknik Telekomunikasi yang telah membekali penulis dengan berbagai
disiplin ilmu.
6. Seluruh Pegawai dan Karyawan Departemen Teknik Elektro Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
7. Teman – teman di Departemen Teknik Elektro USU angkatan 2003;
Horas, Riko, Joel, Hans, Tedi, Iwan, Henri, Teta, Adhit, Johan, Rudi H,
Olo, Roni, cewek2 elektro (Pipin, Tiffany, Dewi2, Nora, Mei, Dwita,
Qotul, Nanda, Widya) dan terkhusus teman-teman di sub jurusan
Telekomunikasi, serta seluruh mahasiswa Departemen Teknik Elektro
yang tidak dapat saya tulisakan satu per satu.
8. Buat bang Mue, Sahabat saya Elvina, teman-teman Parnakes-Medan serta
semua pihak yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan
tugas akhir ini.
Paniel F. Silitonga : Studi Analisa Unjuk Kerja Sistem V-Blast Dalam Ruangan Yang Menggunakan..., 2008
USU Repository © 2008
9. Teristimewa buat teman terbaik ”Oish” yang selalu mendukung penulis
dalam memnyelesaikan tugas akhir ini.
Akhir kata penulis berharap semoga penulisan Tugas Akhir ini
bermanfaat bagi penulis, pembaca, dan bagi siapapun yang membutuhkannya.

Medan, Maret 2008

Penulis
Paniel F. Silitonga : Studi Analisa Unjuk Kerja Sistem V-Blast Dalam Ruangan Yang Menggunakan..., 2008
USU Repository © 2008
DAFTAR ISI

ABSTRAK.................................................................................................i
KATA PENGANTAR...............................................................................ii
DAFTAR ISI..............................................................................................v
DAFTAR GAMBAR.................................................................................viii
DAFTAR TABEL.....................................................................................ix
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang..........................................................................1
1.2 Rumusan Masalah.....................................................................2
1.3 Tujuan Penulisan.......................................................................3
1.4 Batasan Masalah.......................................................................3
1.5 Metode Penyelesaian.................................................................4
1.6 Sistematika Penulisan...............................................................4

BAB II TEORI DASAR
2.1 Propagasi ..................................................................................6
2.1.1 Mekanisme Propagasi................................................6
2.1.1.1 Refleksi (Pemantulan).................................6
2.1.1.2 Refraksi (Pembiasan)..................................7
2.1.1.3 Difraksi........................................................8
2.1.1.4 Scattering (Penghamburan).........................8
2.1.2 Fading........................................................................8
2.1.3 Lintasan Jamak (Multipath).......................................9
Paniel F. Silitonga : Studi Analisa Unjuk Kerja Sistem V-Blast Dalam Ruangan Yang Menggunakan..., 2008
USU Repository © 2008
2.2 Sistem MIMO...........................................................................13
2.2.1 Sistem Multiple Antena Konvensional.......................13
2.2.1.1 Single Input Single Output (SISO)..............13
2.2.1.2 Single Input Multiple Output (SIMO).........14
2.2.1.3 Multiple Input Single Output (MISO).........14
2.2.1.4 Multiple Input Multiple Output (MIMO)....14
2.2.2 Prinsip Sistem MIMO................................................15
2.3 Quadrature Amplitudo Modulation (QAM)..............................17
2.3.1 Demodulasi QAM......................................................22

BAB III VERTIKAL BELL LAYERED SPACE TIME
3.1 Pendahuluan.............................................................................27
3.2 Tinjauan V-BLAST..................................................................29
3.3 Arsitektur Sistem V-BLAST....................................................30
3.3.1 Sistem Vektor dan Skalar...........................................31
3.4 Model Sistem V-BLAST........................................................33
3.5 Algoritma Pemrosesan Sinyal V-BLAST...............................35
3.5.1 Algoritma Deteksi Zero Forcing (ZF) V-BLAST.....35
3.6 Parameter Delay Spread..........................................................37
3.7 Pengalokasian Bit....................................................................37
3.8 Perhitungan BER.....................................................................38
3.9 Perhitungan Kecepatan Bit......................................................38
3.10 Aplikasi V-BLAST.................................................................39

Paniel F. Silitonga : Studi Analisa Unjuk Kerja Sistem V-Blast Dalam Ruangan Yang Menggunakan..., 2008
USU Repository © 2008
BAB IV ANALISA SISTEM V-BLAST
4.1 Pendahuluan .............................................................................40
4.2 Model Sistem............................................................................40
4.3 Paramater Sistem.......................................................................41
4.4 Power Delay Profile..................................................................42
4.5 Perhitungan BER Sistem V-BLAST dalam Ruangan
dengan Perubahan Tingkat Modulasi J-Ary QAM....................43
4.5.1 Perhitungan BER untuk Tingkat Modulasi 4-QAM..43
4.5.2 Perhitungan BER untuk Tingkat Modulasi 8-QAM..44
4.5.3 Perhitungan BER untuk Tingkat Modulasi 16-QAM 45
4.6 Perhitungan Kecepatan Bit Sistem V-BLAST
pada Kanal Flat Fading dalam Ruangan.................................48
4.6.1 Menghitung σ .........................................................48
rms
4.6.2 Menghitung Kecepatan Simbol Rs............................49
4.6.3 Menghitung Kecepatan Bit Rb...................................49

BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan...............................................................................52
5.2 Saran..........................................................................................52

DAFTAR PUSTAKA................................................................................x

Paniel F. Silitonga : Studi Analisa Unjuk Kerja Sistem V-Blast Dalam Ruangan Yang Menggunakan..., 2008
USU Repository © 2008
DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Refleksi (pemantulan)...........................................................7
Gambar 2.2 Refraksi (pembiasan).............................................................7
Gambar 2.3 Defraksi dan scattering.........................................................8
Gambar 2.4 Ilustrasi terjadinya multipath.................................................11
Gambar 2.5 SISO channel.........................................................................13
Gambar 2.6 SIMO channel.......................................................................14
Gambar 2.7 MISO channel.......................................................................14
Gambar 2.8 MIMO channel......................................................................15
Gambar 2.9 Blok diagram system MIMO generic....................................16
Gambar 2.10 Diagram konstelasi 16-QAM................................................18
Gambar 2.11 Fungsi transfer Hilbert Transformer.....................................24
Gambar 3.1 Arsitektur sistem V-BLAST.................................................30
Gambar 3.2 Perbandingan sistem scalar dengan sistem vector.................32
Gambar 3.3 Model dasar V-BLAST.........................................................33
Gambar 4.1 Model sistem V-BLAST.......................................................41
Gambar 4.2 Grafik unjuk kerja sistem V-BLAST untuk tingkat
modulasi QAM yang berbeda...............................................47
Gambar 4.3 Diagram perbandingan kecepatan bit untuk tingkat
modulasi 4-QAM, 8-QAM, dan 16-QAM............................51
Paniel F. Silitonga : Studi Analisa Unjuk Kerja Sistem V-Blast Dalam Ruangan Yang Menggunakan..., 2008
USU Repository © 2008